Samedi 16 mai 2009, 16:22 | in Vidéo
Tags : espace, Hubble, NASA

Au 4e jour de la mission sur Hubble (NASA)

High Definition video from space shuttle Atlantis as the astronauts undertake the first of five spacewalks to update and repair the Hubble Space Telescope.

Jeudi 14 mai 2009, 06:01 | in Spatial
Tags : Ariane5, astrophysique, Big bang, CNES, CNRS, ESA, espace, Herschell, laboratoire APC, Planck, Université Paris 7

Cosmologie, Second Life, Planck, Astroparticule : quel rapport ?

C’est simple : le 14 mai (euh… c’est aujourd’hui !), le laboratoire APC (Astroparticule et Cosmologie) inaugure dans Second Life la Maison de l’Astroparticule sur l’île EuroCampus, conçue et réalisée par architecte Tatiana Salomon et son équipe. L’événement sera réalisé en mixed-reality à l’occasion du lancement du satellite Planck, le bijou de la communauté scientifique (et d’Arianespace) au service de la cosmologie !

Comme je ne suis pas tout à fait étranger à cet événement et à la présence du laboratoire APC sur Second Life, je me permets de vous transmettre l’information, et bien sûr de vous inviter à assister à ce lancement en direct, soit directement à l’APC, soit – c’est bien plus pratique ! – dans Second Life… (à partir de 14h30 – lancement prévu vers 15h15).

Qu’est-ce que Second Life ? Oh ! Voyons ! Les lecteurs de ce blog connaissent tous Second Life ! Hmm… au cas où, voyez tout de même ici…

La Maison de l’Astroparticule permettra aux visiteurs de découvrir des expériences scientifiques, de rencontrer et de dialoguer avec des chercheurs (faites-moi signe : je vous y retrouverai volontiers), d’assister à des conférences et à des événements divers ou encore d’accéder à diverses ressources multimédias liées à ce domaine de recherche charnière entre l’Astrophysique, la Cosmologie et la Physique de particules.

Quant au satellite Planck, si vous voulez en savoir plus à son sujet, venez jeter un coup d’œil à sa réplique virtuelle dans Second Life (au même endroit !), et si vous le pouvez, assistez à l’inauguration ce 14 mai : je ferai une présentation rapide du contexte scientifique, avec quelques informations sur la cosmologie et l’évolution de notre univers, et nous répondrons “in-world” à vos questions avec quelques collègues cosmologues ayant travaillé sur l’instrument Planck lui-même. Les autres sont déjà à Kourou, en Guyane, pour assister au lancement d’Ariane 5, emportant le satellite Planck et le satellite Herschell jusqu’au “point de Lagrange L2″, à 1,5 million de kilomètres de la Terre !

Mais en deux mots, disons que Planck observera les tout premiers photons de l’univers à s’être propagé librement à travers l’espace… sur quelque 13.7 milliards d’années-lumières ! Planck verra ainsi l’univers quand il était jeune, c’est-à-dire… quand il était simple !

Émis à peine 400 000 ans après l’instant critique (vu d’ici !) marquant la “naissance de l’Univers” (souvenez-vous, le fameux Big bang…), ces photons ont voyagé sans encombre depuis 13.7 milliards d’années, traversant tout l’univers observable, pour finir… sur le miroir du satellite Planck, qui analysera leur distribution en énergie et les infimes variations de leur température entre les différents points du ciel.

Ils ont été émis à une température proche de 3000 degrés, mais l’expansion de l’univers depuis cette période reculée les a refroidis à la température de 2.7 degrés absolus (-270 degrés Celsius).

À l’époque, la matière se présentait sous forme de plasma, c’est-à-dire de matière ionisée, faisant obstacle à la propagation rectiligne de la lumière, à la manière d’un brouillard. Il y avait des photons partout, beaucoup de photons, mais paradoxalement l’univers était opaque, parce que les photons ne cessaient d’interagir avec les électrons libres, présents en grand nombre dans chaque cm3 de l’univers. À chaque interaction, les photons changaient de sens presque aléatoirement, comme le fait la lumière dans un brouillard, et il était impossible de “voir” quoi que ce soit d’autre que ce bain de photons lui-même, identique en tous lieux et dans toutes les directions : un brouillard plasmique impossible à percer, fournissant en chaque point une image parfaitement uniforme !

Et puis, sur une période de temps très brève, l’expansion de l’univers ayant refroidi la matière cosmique, le plasma a cessé d’être un plasma : les électrons se sont combinés avec les noyaux d’atomes, et la matière est devenue électriquement neutre. Les photons ont alors presque instantanément cessé d’interagir avec la matière, et depuis lors ils ne cessent de poursuivre leur route, “droit devant”… jusqu’à nous, jusqu’à partout. C’est cela, le “rayonnement fossile”. Ce sont ces photons, les derniers à avoir diffusé sur de la matière ionisée (le plasma primordial), que Planck va observer avec plus d’acuité que tout instrument auparavant, mesurant à la fois leur température et leur polarisation.

J’ai mentionné que l’image sortant du brouillard initial était parfaitement uniforme, mais, on le sait, rien n’est vraiment parfait en ce monde, et les imperfections sont justement ce que cherche à observer le satellite Planck avec une précision sans précédent. Ces imperfections, ce sont d’infimes variations de température entre différents points de l’univers. En mesurer la structure, c’est accéder à des informations très précieuses sur le contenu et la dynamique de l’univers lui-même, y compris dans ses phases primordiales (avez-vous entendu parler de l’inflation cosmique ?).

D’où viennent ces variations de température ? D’infimes variations de densité du plasma originel, elles-mêmes associées aux variations de densité de cette fameuse “matière noire”, dont la nature demeure inconnue. Et si ces variations de densité sont si intéressantes, c’est en particulier parce qu’elles sont véritablement les graines des galaxies aujourd’hui présentes dans l’univers – à commencer par la nôtre, la Voie Lactée !

L’univers était homogène à l’époque de l’émission de ce rayonnement fossile, il ne l’est manifestement plus : il y a des galaxies, des amas de galaxies, et entre eux… pratiquement rien ! Il y a des planètes, et entre elles… pratiquement rien ! Idem pour les étoiles. Ces concentrations de matière, c’est la gravitation – l’attraction de la matière pour la matière – qui les engendre. Mais si nous tombons vers le centre de la Terre, au lieu de nous élever vers le ciel, c’est parce qu’il y a plus de matière de ce côté-là que de ce côté-ci ! S’il y en avait autant dans toutes les directions, si l’univers était vraiment homogène, on ne saurait vers où tomber !

Alors, voilà, c’est parce que l’univers n’était pas parfaitement homogène, parce qu’il y avait malgré tout de légères surdensités ici et là que la matière environnante à préféré tomber d’un côté plutôt que de l’autre, provoquant une surdensité un peu plus grande, attirant un peu plus de matière de manière privilégiée, et ainsi de suite, jusqu’à ce se forment les structures observées dans l’univers d’aujourd’hui.

Bon, il y aurait bien plus à dire, car ce n’est pas pour le seul plaisir de retracer à grands traits l’histoire de l’univers que les cosmologues fournissent autant d’efforts. C’est aussi pour révéler certaines propriétés de la structure générale de l’univers et de son contenu matériel, énergétique et, si l’on peut dire, géométrique. Mais inutile d’entre dans les détails. Gardons simplement en mémoire, au moment où le lanceur Ariane 5 décollera de la base de Kourou, emportant les instruments de précision de Planck vers les cieux qui les attendent, que ce satellite enrichira considérablement notre connaissance de l’univers physique et matériel.

Mais pour l’instant, croisons les doigts pour le lancement, et donnons-nous rendez-vous dans quelques mois et quelques années pour la moisson de résultats scientifiques espérés.

Même sur Orion, on attend cela avec intérêt. Car cette prime image universelle que Planck rendra merveilleusement nette, c’est essentiellement la même que celle qui serait prise d’Orion, ou de n’importe quel point de l’univers ! C’est l’univers achevant sa propre gestation, l’univers au sortir de lui-même, passant soudain de l’opacité à la transparence, laissant filer enfin sa lumière dans l’espace, et se répandre pour l’éternité l’information qu’on en saura tirer…

Remontant ainsi dans le passé de l’univers, nous faisons taire en quelque sorte le bruit des variations de densité suramplifié par des milliards d’années de résonnance, et prêtant une oreille attentive au murmure à peine perceptible des fluctuations initiales, nous parvenons à l’essence du message, dans la modulation subtile des fréquences et des énergies.

Est-il vraiment étonnant que nos esprits encombrés de complexités inutiles cherchent à se projeter ainsi dans la simplicité originelle ?

Salut à tous les amis à Kourou, et bonne chance pour le lancement !

La Maison de l’Astroparticule est réalisée grâce au programme interdisciplinaire du CNRS « Particules et univers », avec la participation du laboratoire Astroparticule et Cosmologie (CNRS/Université Paris Diderot/CEA/Observatoire de Paris).
À lire aussi :
- Le Communiqué de Presse du CNRS : Le CNRS ouvre la Maison de l’astroparticule sur Second Life !
- Présentation d’EuroCampus réalisé par i-Marginal
- Sur twitter, suivez l’actualité d’EuroCampus, d’Étienne Parizot et de Planck.
- L’innovation : La garantie du succès scientifique d’Herschel et Planck (Flashespace)
- Des technologies cryogéniques innovantes au service des satellites Planck et Herschel (Air Liquide)
- Les prouesses technologiques de Planck (Site Planck)

Vidéo ‘Looking inside Planck’. Planck is ESA’s ‘time machine’, Europe’s first mission to study the relic radiation from the Big Bang.

Mardi 28 avril 2009, 19:11 | in Spatial
Tags : astéroïde, espace, NASA

Comment défendre la Terre contre les astéroïdes ?

Par temps de crise économique ou de risque de pandémie de grippe, il n’est pas facile de convaincre les gouvernements d’investir dans la recherche spatiale. Cependant, il y a un domaine qui devrait recevoir l’assentiment général, c’est celui de la protection commune de notre planète des risques de collision avec les astéroïdes ou les comètes. Au début de mars, un petit astéroïde 2009 DD45 à frôlé la Terre à 60.000 kilomètres, soit moins d’un sixième de la distance de la Lune. Un impact sur notre planète aurait provoqué une catastrophe équivalente à celle de la Toungouska en 1908, qui avait ravagé la forêt sibérienne sur un rayon de 20 kilomètres et fait des dégâts jusqu’à une centaine de kilomètres (60 millions d’arbres auraient été arrachés par le souffle de l’explosion).

La menace est donc bien réelle et de plus en plus prise en compte par les instances scientifiques qui cherchent maintenant à étudier les risques de collisions dans le futur.  Ainsi, jusqu’au 30 avril, différents spécialistes planchent sur le sujet « Comment protéger la Terre d’une collision avec un astéroïde ? » à Grenade (Espagne). En 2029, notre planète croisera de très près la route d’Apophis un astéroide géant. Cette conférence internationale d’astronautique a pour but de préparer l’évènement et de publier un livre blanc sur la question.

Apophis, celui qui doit frôler la Terre en 2029, à 160 000 km, c’est-à-dire à moins de la moitié de la distance qui nous sépare de la Lune. Un astéroïde qui doit revenir en 2036, avec des risques de percussion non négligeables (1 « chance » sur 45 000 de se produire).

Animation : Trajectoires de la Terre et d’Apophis

Si Apophis n’est pas un énorme géocroiseur, il mesure néanmoins 270 m de diamètre, et surtout il est constitué de fer, soit 20 millions de tonnes, se déplaçant à 5 km/s (18 000 km/h) sur une orbite voisine de la nôtre. S’il suit une orbite de collision avec la Terre, l’attraction fera augmenter sa vitesse à plus de 12 km/s (43 200 km/h) au moment de l’impact !

On estime qu’une collision éventuelle avec Apophis dégagerait une énergie pouvant atteindre 1.5 Gt de TNT soit 100 000 fois plus d’énergie que l’explosion de la bombe atomique d’Hiroshima. Une telle catastrophe produirait un cratère de 5 km de diamètre. Une simulation réalisée dans l’est du Pacifique, point possible de contact, montre qu’il se produirait un tsunami de 17 m de haut déferlant à près de 100 km/h sur les régions habitées de la côte ouest des USA.

Face à ces risques, tous les centres de recherche spatiale comme l’ESA, le CNES, la NASA ou le JPL ont mis au point des programmes pour trouver des ripostes. Des sociétés spécialisées aussi , telle Astrium du consortium européen EADS qui a proposé une mission spatiale baptisée « Apex« , programmée pour 2013 dans le but d’étudier Apophis (le photographier et recalculer sa position et sa vitesse) lorsqu’il sera à moins de 66 millions de kilomètres de la Terre. Ce projet est supporté par la Planetary Society, qui lui a attribué le 3e prix de son concours.

Récemment, le magazine Wired a répertorié les différents moyens à mettre en place pour empêcher la catastrophe possible de se produire :
- Envoyer et faire exploser des charges nucléaires directement sur l’objet céleste
- Le détruire grâce à des lasers très puissants
- Lui adjoindre un vaisseau spatial pour changer sa trajectoire
- Influencer sa trajectoire gravitationnelle avec un vaisseau spatial
- Lui installer des ailes solaires pour le «pousser» loin de nous

Mais aucun de ces scénarios ne pourrait avoir un effet s’il était mis en place tardivement.
« Il est impératif de rassembler des données sur Apophis dès que nous pouvons, parce qu’une fois que nous saurons qu’il est sur une trajectoire de collision avec la Terre, la manière la plus sûre d’éviter le désastre sera de pousser du coude l’astéroïde afin qu’il change d’orbite (…) Si nous attendons trop longtemps, il sera impossible de construire un vaisseau spatial assez puissant pour modifier sa trajectoire » aurait déclaré Mike Healy, directeur du département astronautique d’EADS Astrium.

L’article de Weird : How to Defend Earth Against an Asteroid Strike

En vidéo :
Simulation des objets célestes menaçants autour de la Terre (Near Earth Object Map), réalisé par le bureau de la NASA chargé du programme des objets proches de la Terre (Near Earth Object Program Office) au Jet Propulsion Laboratory (JPL), à Pasadena en Californie.

Le projet Don Quijote de l’ESA (keeping the sky at a distance)

Simulation d’une explosion atomique de 10 mégatonnes sur un astéroïde (Golevka), par Mark Boslough des Sandia National Labs, USA.

La mission DAWN d’observation et d’étude des astéroïdes dans la ceinture autour de Mars, vers Vesta et Ceres.